[发明专利]一种用于非色散红外检测三氟化氮的滤光片及其应用和三氟化氮的检测方法

说明书

本发明公开了一种用于非色散红外检测三氟化氮的滤光片及其应用和三氟化氮的检测方法。所述滤光片由表面镀有氟化钡的硅片和蓝宝石滤光片组成，适用于非色散红外检测仪，用于检测在波长10～12μm范围内具有明显特征吸收峰的气体。本发明通过两种特定滤光片的组合，得到一种窄带通（NBP）滤波片，其透过波长为10～12μm的红外光，且透过率大于85%，而其他波段的光则无法透过，特使适用于非色散红外检测仪，用于简单、快速、实时在线检测在三氟化氮等在10～12μm波长范围内具有特征吸收峰的物质。所述检测方法无需高温加热，不用催化剂，不涉及挥发性有机物催化转化效率问题；分析方法直观快捷，准确度高，成本低，便利性高、适用性广。

技术领域

本发明涉及光学气体检测技术领域，更具体地，涉及一种用于非色散红外检测三氟化氮的滤光片及其应用和三氟化氮的检测方法。

背景技术

在常温常压下，三氟化氮(NF₃)为无色、无臭的性质稳定的气体。高纯的三氟化氮是一种热力学稳定的氧化剂，主要用作火箭推进剂、等离子蚀刻硅或氧化硅、化学激光器的氟源、电子气及氟化剂等，用途非常广泛。随着近年来电子及光伏产业的快速发展，三氟化氮的需求量和应用程度呈现迅猛增长之势。

但同时，氟化氮气体也是一种毒性物质，能强烈刺激眼睛、皮肤和呼吸道粘膜。吸入高浓度NF₃可引起头痛、呕吐和腹泻；长期吸入低浓度NF₃能损伤牙齿和骨骼，使牙齿生黄斑，骨骼成畸形。且其具有强氧化性，与还原剂能发生强烈反应，或者受热、与可燃物或易燃物接触发生剧烈反应，引起燃烧爆炸；且燃烧或者爆炸产生有毒的氟化氢气体。美国政府工业卫生联合会(ACGIH)确定，吸入10×10^-6的限定阈值(TLV)是最危险的。此外，2008年联合国环境大会上，三氟化氮被列为温室气体，其制造温室的能力极强，能在大气中维持550年。因此开展三氟化氮气体的泄漏监测工作具有重大的意义。一是保障了现场工作人员的生命安全；二是生产设备的使用安全；三是减少了三氟化氮气体的泄漏，有效的避免的三氟化氮气体产生的温室效应。

对三氟化氮气体的检测试验室通常采用色谱法进行，这种检测方法具有全面、分辨率高、进样量少等优势，但这些方法一般需要提前进行富集采样、溶剂洗脱或热解吸被测组分等过程，前期处理耗时长，操作复杂，费用相对昂贵，不能实现工业现场的实时在线检测。工业上用的检测仪器，目前市场上较为常见的是采用卤素传感器监控三氟化氮气体的检漏，这种仪器的缺点是该类传感器在检测三氟化氮的同时能够非常容易受到其他卤素物气体的干扰，因此检测结果准确率较低，误报率比较高，在现场使用非常少。还有就是采用催化裂解+电化学原理进行检测，但是催化裂解产物比较复杂，分辨率较低，检测误差较大；且现场测试发现，该方法的最低检测限为2μL/L，而且预热时间较长(在检测时要求长时间开机)，无法满足现场微量泄漏检测的需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于非色散红外光谱法检测三氟化氮的滤光片。本发明所述滤光片为窄带通(NBP)滤波片，仅用于透过波长在10～12μm的红外光，特别是波长为11μm的红外光，且透过率大于85％，而其他波段的光则无法透过；所述窄带通(NBP)滤波片适用于非色散红外检测仪，用于简单、快速、实时在线检测在10～12μm波长范围内具有特征吸收峰的三氟化氮气体。

本发明的另一目的在于提供所述用于非色散红外检测三氟化氮的滤光片的应用。

本发明的再一目的在于提供利用所述滤光片检测三氟化氮的方法。

本发明的上述目的是通过以下方案予以实现的：

一种用于非色散红外检测三氟化氮的滤光片，所述滤光片由表面镀有氟化钡的硅片和蓝宝石滤光片组成。